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백금 나노입자 제조: 형상, 조성 및 나노구조와 전기촉매 특성

전문가 제언: ○ 백금과 백금합금은 부분산화, 수소화와 탈수소화 반응을 촉진하는 우수한 성능을 보유하고 있으므로 고가에도 불구하고 산업계에서 널리 활용되고 있다. 최근에는 화석연료에 대한 대체에너지원을 사용하는 기술개발에서 연료전지에 사용되는 효율적이며 내구성이 강한 전기화학촉매 개발에서 나노기술을 접목한 백금-기제 합금, 금속간 화합물 나노입자들이 집중적으로 연구되고 있다.

○ 지금까지 침윤기술로 제작되어 사용하고 있는 탄소-지지체 백금/백금합금 촉매들의 나노입자는 콜로이드 합성에 의한 나노입자들에 비하여 형상과 크기 등이 일절하지 않은 단점이 있다. 촉매에 쓰이는 나노입자들의 크기, 형상, 조성이 촉매의 성능을 좌우하고 이러한 구조 변수들을 적절히 통제하는 제조기술이 필수적이다.

○ 최근 백금-기제 콜로이드 나노 구조에 대한 기술의 진보는 다양한 형태의 나노입자의 제조와 구조변수에 대한 조절이 가능하게 되면서 미리 결정된 나노 구조의 백금/백금합금 나노입자들의 제조에 대한 연구가 집중적으로 수행되고 있다. 이에 따라 PtPd, PtRu, PtCu, FePt 나노입자들이 제작되었고 PtPb, PtBi, FePt와 같은 금속간 나노입자들이 합성되어 폴리머 전해질 막 연료전지의 전극표면 개질을 위한 물질로 사용하기 위한 연구들이 수행되고 있다.

○ 이 보고서는 백금 및 백금합금, 금속간 화합물의 나노입자, 적층 성장에 의한 비 균질 나노 구조의 제조에서 나노입자의 크기, 형상, 조성을 조절하는 기술들에 대한 최근의 진보를 기술하고 있다. 특히 연료전지의 전기화학 촉매에 활용되는 백금 나노입자들에 대한 기술현황은 현재 녹색성장 기술개발에서 대단히 중요한 과제로서 관련 연구자들의 일독을 권한다.

저자: Zhenmeng Peng, Hong Yang
자료유형: 학술정보